Réparation par excision de nucléotides

Aperçu

L’exposition aux mutagènes peut endommager l’ADN et entraîner des lésions encombrantes qui déforment la structure à double hélice ou entravent la transcription appropriée. L’ADN endommagé peut être détecté et réparé au cours d’un processus nommé réparation par excision du nucléotide (NER). La NER utilise un ensemble de protéines spécialisées qui analysent d’abord l’ADN pour détecter une région endommagée. Ensuite, les protéines de NER séparent les brins et excisent la zone endommagée. Enfin, elles coordonnent le remplacement avec de nouveaux nucléotides qui correspondent.

Distorsion de l’ADN et dommages

Les cellules sont régulièrement exposées aux mutagènes — facteurs dans l’environnement qui peuvent endommager l’ADN et générer des mutations. Le rayonnement UV est l’un des mutagènes les plus courants et l’on estime qu’il introduit un nombre important de changements dans l’ADN. Il s’agit notamment de courbes ou de plis dans la structure qui peuvent bloquer la réplication ou la transcription de l’ADN. Si ces erreurs ne sont pas corrigées, les dommages peuvent provoquer des mutations qui peuvent à leur tour entraîner un cancer ou une maladie selon les séquences qui sont perturbées.

L’identification et la réparation des régions endommagées

La réparation par excision des nucléotides repose sur des complexes protéiques spécifiques pour reconnaître les régions endommagées de l’ADN et les signaler afin qu’elles soient enlevées et réparées. Dans les procaryotes, le mécanisme implique trois protéines : UvrA, UvrB et UvrC. Les deux premières protéines agissent ensemble comme un complexe, progressant le long des brins d’ADN pour détecter toutes les aberrations physiques.

Une fois identifiées, les brins à l’endroit endommagé sont séparés, et les enzymes endonucléases telles que UvrC coupent et excisent la région touchée. L’ADN polymérase comble l’écart avec de nouveaux nucléotides, puis l’enzyme ADN ligase scelle les bords entre le nouvel ADN et l’ancien.

Les mutations dans le NER ont de graves conséquences

Dans les procaryotes, le complexe NER se compose des trois protéines Uvr mais, dans les eucaryotes, plus d’une douzaine de protéines fonctionnent pour réguler la réparation de l’ADN. Chez l’homme, les mutations de la voie NER peuvent causer des maladies telles que le xeroderma pigmentosum (XP), qui est associé à une augmentation de 2000 fois de l’incidence du cancer de la peau. Les personnes souffrant d’XP sont très sensibles à l’exposition aux UV et peuvent développer des brûlures cutanées graves après seulement quelques minutes d’exposition à la lumière du soleil. En outre, les patients XP peuvent montrer des signes de vieillissement prématuré et développent souvent des anomalies neurologiques. Sans un mécanisme de réparation fonctionnant correctement, les dommages à l’ADN peuvent s’accumuler et mener à la mort anormale de cellules ou à des tumeurs potentiellement cancéreuses.